E-Mobilitätskonzept Landkreis Emsland - Teilkonzept E-Fahrzeuge - Greven, Dezember 2018
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
E-Mobilitätskonzept Landkreis Emsland Teilkonzept E-Fahrzeuge Greven, Dezember 2018
Auftraggeber: Landkreis Emsland Kreishaus Meppen Ordeniederung 1 49716 Meppen Bearbeitung: Carolin Dietrich (Energielenker, Projektleitung) Tim Kräutner (Energielenker, Projektbearbeitung) Dr.-Ing. Katja Engelen (BSV, Projektbearbeitung) Seite 2 von 50
Einleitung
Inhalt
1 Einleitung ...................................................................................................................... 5
1.1 Anreize zur Förderung von E-Fahrzeugen ..................................................................................... 5
1.2 Technische Grundlagen ................................................................................................................. 7
2 Status-quo .................................................................................................................... 8
2.1 E-Fahrzeuge im Landkreis Emsland .............................................................................................. 8
2.2 Stromerzeugung durch erneuerbare Energien ............................................................................... 8
3 Zukünftiger Energiebedarf für E-Fahrzeuge ............................................................ 10
4 E-Mobilität als Stromspeicher ................................................................................... 17
5 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen ................................................. 21
5.1 Landkreiseigener Fuhrpark........................................................................................................... 21
5.2 Potenzialanalyse .......................................................................................................................... 23
5.2.1 Kleinwagenklasse............................................................................................................... 24
5.2.2 Kompaktklasse ................................................................................................................... 27
5.2.3 Mittelklasse ......................................................................................................................... 30
5.2.4 Nutzfahrzeugklasse ............................................................................................................ 33
5.2.5 Zusammenfassung TCO-Betrachtung ............................................................................... 36
6 Projekte im Landkreis Emsland ................................................................................ 39
6.1 (E-)Fahrzeugsharing im Landkreis Emsland ................................................................................ 39
6.2 Nutzung von E-Fahrzeugen im ländlichen Raum ......................................................................... 40
7 Anhang ........................................................................................................................ 41
7.1 Ladedauer unterschiedlicher Fahrzeugmodelle ........................................................................... 41
8 Literatur ...................................................................................................................... 48
Seite 3 von 50
Einleitung Tabellenverzeichnis Tabelle 3: Durchschnittliche Jahresfahrleistung innerhalb der Fahrzeugklassen des Landkreises Emsland. ..................................................................................................................................... 23 Tabelle 4: Kostenkalkulation Ladeinfrastruktur ............................................................................ 24 Tabelle 5: TCO-Vergleich Kleinwagen [VW 2018e, VW 2018c, BMW AG 2018, Renault 2018b] . 26 Tabelle 6: TCO-Vergleich Kompaktklasse [Audi AG 2018a, Nissan 2018, VW 2018b] ................ 28 Tabelle 7: TCO-Analyse Mittelklasse [Audi AG 2018b, VW 2018d, Hyundai 2018b, Hyundai 2018a] .................................................................................................................................................... 31 Tabelle 9: TCO-Analyse Nutzfahrzeugklasse [Citroen 2018, VW 2018a, Peugeot 2017, Renault 2018a] ......................................................................................................................................... 34 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Gegenüberstellung verschiedener Antriebsformen (Quelle: VDA 2017). ................... 7 Abbildung 2: Anzahl der im Landkreis Emsland gemeldeten Pkw nach Energieträgern (Quelle: Kraftfahrzeugbundesamt 2018). .................................................................................................... 8 Abbildung 3: Anteile der erneuerbaren Energien an der Stromproduktion im Landkreis Emsland 2015 (Quelle: eigene Darstellung auf Datengrundlage von EcoRegion 2018). .............................. 9 Abbildung 4:Entwicklung der Fahrleistung im Trendszenario....................................................... 13 Abbildung 5: Entwicklung der Fahrleistung im Maximalszenario. ................................................. 14 Abbildung 6:Entwicklung der Fahrleistungen nach Verbrennern und Nutzfahrzeugen. ................ 15 Abbildung 7: Entwicklung des Endenergiebedarfes im Verkehrssektor. ...................................... 15 Abbildung 8: Anteil des Endenergiebedarfes von E-Fahrzeugen am EE-Strom ohne weitere Steigerung des Anteils an erneuerbaren Energien im Landkreis Emsland................................... 16 Abbildung 9: Anteil des Endenergiebedarfes von E-Fahrzeugen am EE-Strom mit Steigerung des Anteils an erneuerbaren Energien im Landkreis Emsland. .......................................................... 16 Abbildung 10: Integration von Elektroautos in das Stromnetz (Quelle: © WWF/LichtBlick SE; 2017). .................................................................................................................................................... 18 Abbildung 11: Scoring in der Kleinwagenklasse .......................................................................... 27 Abbildung 12: Scoring in der Kompaktwagenklasse .................................................................... 29 Abbildung 13: Scoring in der Mittelklasse .................................................................................... 32 Abbildung 15: Scoring in der Nutzfahrzeugklasse ....................................................................... 36 Abbildung 16: Einflussfaktoren des Fahrzeugvergleiches ............................................................ 38 Seite 4 von 50
Einleitung
1 Einleitung
Um eine klimafreundliche Mobilität zu fördern, hat sich die Bundesregierung zum Ziel gesetzt, bis
zum Jahr 2020 insgesamt eine Million Elektrofahrzeuge auf die Straße zu bringen. Nach aktuellen
Prognosen der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE) wird dieses Ziel voraussichtlich im Jahre
2022 erreicht (vgl. NPE 2018: 6).
Der Landkreis Emsland unterstützt das Ziel der Bundesregierung, Mobilität zukunftsorientiert wei-
terzuentwickeln. Dabei soll der Fokus im Landkreis Emsland auf dem Thema E-Mobilität liegen. Vor
diesem Hintergrund sind folgende Rahmenbedingungen im Landkreis Emsland relevant: Insgesamt
werden im Landkreis Emsland 116 % (Stand: 2015) des Gesamtstromverbrauchs aus erneuerba-
ren Energien (EE) erzeugt. Dieser Wert ist seitdem deutlich angestiegen (u. a. durch die Errichtung
weiterer Windenergieanlagen und durch Repowering bestehender Windenergieanlagen) und liegt
deutlich über der Zielsetzung der Bundesregierung, die für das Jahr 2030 ein Ziel von 50 % EE-
Anteil am Stromverbrauch vorgibt. Der im Emsland produzierte Strom aus Windenergie-, Biomasse-
und PV-Anlagen kann zukünftig – im Sinne der Sektorenkopplung – vermehrt für E-Fahrzeuge ge-
nutzt werden. Die Speicherkapazitäten von E-Fahrzeugen können dabei in Zukunft als dezentrale
Stromspeicher eingesetzt werden.
Vor diesem Hintergrund verfolgt der Landkreis Emsland folgende Zielsetzungen:
• Steigerung des Anteils der Elektrofahrzeuge im Landkreis
• schrittweiser Umbau der kommunalen Flotte auf Elektromobilität
• Ermittlung von Potenzialen von E-Fahrzeugen als dezentrale Stromspeicher
• Bedarfsgerechter Ausbau von Ladeinfrastruktur im Landkreis
• Identifizierung alternativer Systeme sowie innovativer Lösungen für den Einsatz von E-
Bussen.
Auf die ersten drei Punkte wird im Rahmen des Teilkonzeptes E-Fahrzeuge eingegangen, der vierte
Punkt zum Thema Ladeinfrastruktur wird im Teilkonzept Landinfrastruktur und der fünfte Punkt zu
den E-Bussen wird im Teilkonzept E-ÖPNV abgehandelt.
1.1 Anreize zur Förderung von E-Fahrzeugen
Zur Förderung von E-Mobilität wird in erster Linie das Vorhandensein von öffentlicher Ladeinfra-
struktur aufgeführt. Mit dem Thema Lademöglichkeiten für E-Fahrzeuge befasst sich das Teilkon-
zept Ladeinfrastruktur. Daneben gibt es allerdings noch weitere Anreize zur Förderung von E-Mo-
bilität in Deutschland, die nachfolgend dargestellt werden.
Seite 5 von 50Einleitung
Umweltbonus
Die Bundesregierung hat zusammen mit der Automobilindustrie eine Kaufprämie in Höhe von 4.000
EUR für batterieelektrische Fahrzeuge und in Höhe von 3.000 EUR für Plug-in-Hybride festgelegt.
Gefördert werden dabei Fahrzeuge mit einem Nettolistenpreis bis zu 60.000 EUR. Insgesamt steht
eine Summe von 1,2 Milliarden EUR zur Verfügung, von denen 50 % der Bund und die andere
Hälfte die Automobilhersteller tragen (vgl. NPE 2018: 8). Insgesamt wurden bereits (Stand: 31.
Oktober 2018) 83.967 E-Fahrzeuge gefördert (vgl. BAFA 2018).1
Steuerliche Vergünstigungen
Für die Nutzung von E-Fahrzeugen (→ gilt nicht für Hybride) gibt es eine zehnjährige Befreiung von
der Kraftfahrzeugsteuer. Diese Befreiung gilt zunächst bis zum 31.12.2020. Zudem wird das kos-
tenlose Laden beim Arbeitgeber zunächst nicht mehr als geldwerter Vorteil angesehen. Dadurch
steht dem Arbeitgeber eine Einkommenssteuerbefreiung für die vom Arbeitgeber gewährten Vor-
teile, wie das kostenlose Aufladen des E-Fahrzeuges oder eine vom Arbeitnehmer zur Verfügung
gestellte bzw. bezuschusste Ladeinfrastruktur (vgl. NPE 2018: 9).
Elektromobilitätsgesetz (EmoG)
Das Elektromobilitätsgesetz (EmoG) von Juni 2015, bietet Kommunen die Möglichkeit, E-Fahr-
zeuge beim Parken, bei der Nutzung von Sonderfahrzonen (z. B. Busspuren) und bei den Parkge-
bühren bevorzugt zu behandeln. So können Kommunen im öffentlichen Raum besondere Park-
plätze an Ladestationen für E-Fahrzeuge reservieren, oder Parkgebühren für E-Fahrzeuge redu-
zieren bzw. erlassen. Zudem können E-Fahrzeuge von Zufahrtsbeschränkungen ausgenommen
werden. Die konkreten Entscheidungen liegen im jeweiligen Ermessen der zuständigen kommuna-
len Straßenverkehrsbehörden.
Weitere Vergünstigungen beim Betrieb
Neben den zuvor genannten Anreizen und Vergünstigungen für E-Fahrzeugnutzer, gibt es weitere
Vergünstigungen. Derzeit bieten etwa einige Versicherer vergünstigte Versicherungsbedingungen
für E-Fahrzeuge an. Zudem liegen die Wartungskosten von E-Fahrzeugen im Durchschnitt 35 %
unter denen von konventionellen Verbrennern (s. dazu Kap. 5).
Für elektrische Nutzfahrzeuge gibt es seit Ende 2014 eine Sonderregelung, die es ermöglicht, E-
Kleintransporter von 4,25 t mit einem Pkw-Führerschein (Führerschein B) zu führen.
1
Davon waren 52.393 rein batterieelektrische Fahrzeuge, 31.549 Plug-in-Hybride und 25 Brennstoffzellenfahrzeuge (vgl. BAFA 2018).
Seite 6 von 50Einleitung 1.2 Technische Grundlagen Der Schwerpunkt des Teilkonzeptes liegt auf den rein batteriebetriebenen E-Fahrzeugen. Diese zeichnen sich durch eine Lithium-Ionen-Batterie als einzigen Energiespeicher im Fahrzeug aus, die ausschließlich über eine externe Stromzufuhr geladen werden kann. Das Elektromobilitätsgesetz unterscheidet insgesamt drei Typen von elektrisch betriebenen Fahr- zeugen: Das reine Batterieelektrofahrzeug, das von außen aufladbare Hybridelektrofahrzeug sowie das Brennstoffzellenfahrzeug. Laut EmoG § 2 zeichnet sich ein reines Batterieelektrofahrzeug dadurch aus, dass es einen Antrieb aufweist, dessen Energiewandler ausschließlich elektrische Maschinen sind und dessen Energiespeicher von außerhalb des Fahrzeugs wieder aufladbar sind. Ein Hybridelektrofahrzeug ist demgegenüber ein Fahrzeug mit einem Antrieb, der über mindes- tens zwei Arten von Energiewandlern (wovon mindestens ein Energiewandler als elektrische An- triebsmaschine fungiert) und Energiespeichern (wovon mindestens einer von außerhalb des Fahr- zeugs elektrisch wieder aufladbar sein muss) verfügt (vgl. EmoG § 2). Als Brennstoffzellenfahr- zeuge gelten Fahrzeuge mit einem Antrieb dessen Energiewandler ausschließlich aus Brennstoff- zellen und mindestens einer elektrischen Antriebsmaschine bestehen (vgl. EmoG § 2). Neben diesen Formen der Elektromobilität gibt es noch weitere Mischformen des elektrifizierten Fahrens. Einen kurzen Überblick gibt folgende Abbildung: Abbildung 1: Gegenüberstellung verschiedener Antriebsformen (Quelle: VDA 2017). Seite 7 von 50
Status-quo
2 Status-quo
2.1 E-Fahrzeuge im Landkreis Emsland
In der nachfolgenden Abbildung ist die Anzahl der im Landkreis Emsland gemeldeten Pkw nach
Energieträgern dargestellt. Insgesamt sind im Landkreis Emsland 135 rein elektrische Fahrzeuge
gemeldet. Werden Hybridfahrzeuge hinzugezogen, ergibt sich eine Summe von 515 E-Pkw im
Landkreis.
Elektro 135
Hybrid Diesel/Elektro 29
Hybrid Benzin/Elektro 351
Flüssiggas 3
Energieträger
Erdgas 262
Diesel 86180
Benzin/Erdgas 159
Benzin/Flüssiggas 3163
Benzin/Ethanol 9
Benzin 103824
0 20000 40000 60000 80000 100000 120000
Anzahl der Pkw
Abbildung 2: Anzahl der im Landkreis Emsland gemeldeten Pkw nach Energieträgern (Quelle: Kraftfahrzeugbundesamt
2018).
2.2 Stromerzeugung durch erneuerbare Energien
Im Jahre 2015 werden insgesamt 2.561.393 MWh EE-Strom im Landkreis Emsland produziert. Den
größten Anteil am erneuerbaren Strom hat die Windenergie mit 51 %, gefolgt von Biogas mit 34 %
(s. nachfolgende Abbildung). EE-Strom aus PV-Anlagen macht immerhin noch 15 % aus, wohinge-
gen Strom aus Wasserkraftwerken mit 698 MWh vernachlässigbar gering ist.
Seite 8 von 50Status-quo Abbildung 3: Anteile der erneuerbaren Energien an der Stromproduktion im Landkreis Emsland 2015 (Quelle: eigene Darstellung auf Datengrundlage von EcoRegion 2018). Insgesamt hat der erneuerbare Strom 2015 einen Anteil von ca. 116 % am derzeitigen Stromver- brauch des Landkreises. Neuere Zahlen zeigen einen steigenden Anteil an erneuerbaren Energien im Landkreis. Vor diesem Hintergrund möchte der Landkreis Emsland den „überschüssigen“ EE- Strom über den Sektor Mobilität nutzen. Daher werden nachfolgend Szenarien zur Entwicklung des verkehrsbezogenen Strombedarfes im Landkreis aufgezeigt (s. Kap. 3). Seite 9 von 50
Zukünftiger Energiebedarf für E-Fahrzeuge
3 Zukünftiger Energiebedarf für E-Fahrzeuge
Um abschätzen zu können, wie hoch der zukünftige Strombedarf von E-Fahrzeugen sein kann,
werden nachfolgend zwei Szenarien dargestellt. Sie zeigen auf, wie sich in Zukunft die Fahrleistun-
gen und die damit verbundenen Energiebedarfe von Verbrennern und E-Fahrzeugen im Landkreis
unter bestimmten angenommenen Rahmenbedingungen verändern können.
Für die nachfolgenden Potenzialberechnungen werden vorhandene Daten, wie zurückgelegte
Fahrzeugkilometer und der Endenergieverbrauch des Sektors Verkehr auf Landkreisebene, ver-
wendet. Des Weiteren werden für die Verkehrsmengenentwicklung und die Effizienzsteigerungen
je Verkehrsmittel, Faktoren aus der Studie „Klimaschutzszenario 2050“ (vgl. Öko-Institut et al. 2015:
223 ff) herangezogen.
Die Potenzialberechnungen erfolgen für ein Trend- und für ein ambitioniertes Maximalszenario. Für
das Trendszenario werden die Faktoren aus dem „Aktuelle-Maßnahmen-Szenario“, für das Maxi-
malszenario Faktoren aus dem „Klimaschutzszenario 95 (KS95)“ verwendet (vgl. Öko-Institut et al.
2015: 223 ff).
Folgende Datengrundlagen wurden verwendet:
• Erneuerbare-Energien-Anteile (EE-Anteile) / Endenergieverbräuche aus der aktuellen En-
denergie- und THG-Bilanz des Landkreises Emsland (Bilanzjahr 2015)
• Fahrleistungen Status-quo: Institut für Energie- und Umweltforschung (ifeu)
• Fahrzeug-Bestand des Landkreises Emsland: Kraftfahrtbundesamt (KBA)
• Faktoren Effizienzsteigerungen, Entwicklung von E-Fahrzeugen und Verbrennern: Öko-
Institut
Nachfolgend werden die Randbedingungen, die für die beiden Szenarien als Annahmen gelten
dargestellt.
Randbedingungen „Trend-Szenario“
Die Personenverkehrsnachfrage steigt in Summe bis 2050 an und wird durch zwei Aspekte be-
stimmt:
• Die Kraftstoffpreise für Benzin und Diesel steigen nur in geringem Maße an (ca. 0,8 % / a).
Dies führt bei höherer Fahrzeugeffizienz und steigendem Wohlstand der Bevölkerung zu
einer verbilligten individuellen Mobilität.
Seite 10 von 50Zukünftiger Energiebedarf für E-Fahrzeuge
• Der Anteil an Personen mit einem Zugang zu einem Pkw nimmt zu, wodurch die Möglich-
keit zur Wahrnehmung des verbilligten individuellen Mobilitätsangebotes steigt. Dies führt
zum Anstieg der täglichen Fahrten mit dem Pkw bis 2050.
• Für den Güterverkehr wird eine Zunahme der Gesamtverkehrsnachfrage aufgrund eines
Anstiegs des Export- und Transitverkehrs auf der Straße vorhergesagt (eine Verlangsa-
mung dieser Trends findet ab 2040 statt).
• Für die Verkehrszwecke Freizeit und Beruf wird eine Zunahme der Fahrten mit Distanzen
unter 100 km angenommen. Dieser Effekt verlangsamt sich allerdings bis 2030 durch die
nachlassende Steigerungsrate und die sinkenden Einwohnerzahlen, bis er in 2050 nicht
mehr sichtbar ist. (vgl. Öko-Institut et al. 2015: 223).
• Für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge (lNFz) gilt darüber hinaus Folgendes: Verschiebung
von E-Fahrzeugen liegt schwerpunktmäßig auf Hybridfahrzeugen und Range-Extendern –
ohne großartige Reichweiteneinschränkungen – es gibt eher wenige rein elektrische Fahr-
zeuge.
Randbedingungen „Maximal-Szenario“
▪ Es wird eine umfassendere Änderung des Mobilitätsverhaltens jüngerer Menschen voraus-
gesetzt:
Personen besitzen weniger einen eigenen Pkw, sondern nutzen stattdessen ver-
mehrt Car-Sharing-Angebote
der intermodale Verkehrsanteil erhöht sich, wobei hier das Fahrrad als Verkehrsmit-
tel eine zentrale Rolle spielt.
▪ Weitere Annahmen:
veränderte Geschwindigkeiten
eine erhöhte Auslastung der Pkw (erhöhte Besetzungsgrade)
Verteuerung des motorisierten Individualverkehrs (MIV)
▪ Rückgang der Personenverkehrsnachfrage: es findet eine Verkehrsverlagerung zum Fuß-
und Radverkehr statt
▪ Geringerer Endenergiebedarf: Veränderungen bei der Verkehrsnachfrage und die Elektrifi-
zierung des Güterverkehrs (→ Oberleitungs-Lkw gewinnen an Bedeutung)
Seite 11 von 50Zukünftiger Energiebedarf für E-Fahrzeuge
▪ Bis zum Jahr 2030 ist die Reduktion des Endenergiebedarfes vor allem auf die Effizienz-
steigerung der Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor im Personen- und Güterverkehr, die Ver-
lagerung von Gütertransporten auf die Schiene und die Reduktion des MIV zurückzuführen.
Die Elektrifizierung des Verkehrssektors findet größtenteils später, zwischen 2030 und 2050
statt (vgl. Öko-Institut et al. 2015: 236).
Die nachfolgenden Abbildungen zeigen die Entwicklung der Fahrleistung im Trend- sowie im Maxi-
malszenario auf. Dabei wird deutlich, dass die Fahrleistungen des MIV, der leichten Nutzfahrzeuge
und der Lkw im Trendszenario bis 2050 ansteigen. Die Fahrleistung der Busse nimmt bis 2050
leicht ab.
Seite 12 von 50Zukünftiger Energiebedarf für E-Fahrzeuge Abbildung 4:Entwicklung der Fahrleistung im Trendszenario. Demgegenüber sinkt die MIV-bedingte Fahrleistung im Maximalszenario bis 2050 stark ab. Die Fahrleistungen der leichten Nutzfahrzeuge und der Lkw nehmen insgesamt bis 2030 zu und verrin- gern sich dann bis 2050 wieder. Seite 13 von 50
Zukünftiger Energiebedarf für E-Fahrzeuge Abbildung 5: Entwicklung der Fahrleistung im Maximalszenario. Neben der Veränderung der Gesamtfahrleistung im Verkehrssektor, verschiebt sich auch der Anteil der der Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor zugunsten von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb (s. Abbildung 6). Im Maximalszenario ist zu erkennen, dass nach 2030 die Fahrleistung der E-Fahr- zeuge die Fahrleistung der Verbrenner übertrifft. Für das Trendszenario gilt dies nicht. Hier ist die Fahrleistung der Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor noch immer über der Fahrleistung der E-Fahr- zeuge. Seite 14 von 50
Zukünftiger Energiebedarf für E-Fahrzeuge Abbildung 6:Entwicklung der Fahrleistungen nach Verbrennern und Nutzfahrzeugen. Auf diesen Grundlagen werden nachfolgend die Endenergiebedarfe und Endenergieeinsparpoten- ziale für das Trend- und das Maximalszenario berechnet. Die Endenergiebedarfe sind bis 2050 im Trendszenario auf 67 % und im Maximalszenario auf 32 % zurückgegangen. Dadurch liegen die Einsparpotenziale bis 2050 im Trendszenario bei 33 % und im Maximalszenario bei 68 % (s. Abbil- dung 7). Abbildung 7: Entwicklung des Endenergiebedarfes im Verkehrssektor. Darüber hinaus wird nachfolgend der Anteil des zukünftigen verkehrsinduzierten Strombedarfes am erneuerbar produziertem Strom dargestellt. Bei gleichbleibender Stromproduktion (Stand 2015) Seite 15 von 50
Zukünftiger Energiebedarf für E-Fahrzeuge
liegt der Anteil des Strombedarfes für E-Fahrzeuge 2050 im Trendszenario bei gut 5 % und im
Maximalszenario bei knapp 16 %. 2
Abbildung 8: Anteil des Endenergiebedarfes von E-Fahrzeugen am EE-Strom ohne weitere Steigerung des Anteils an
erneuerbaren Energien im Landkreis Emsland.
Bei weiter ansteigender EE-Stromproduktion im Landkreis Emsland3 liegt der Anteil des Strombe-
darfes für E-Fahrzeuge 2050 im Trendszenario bei gut 4,4 % und im Maximalszenario bei knapp
13 %.
Abbildung 9: Anteil des Endenergiebedarfes von E-Fahrzeugen am EE-Strom mit Steigerung des Anteils an erneuerba-
ren Energien im Landkreis Emsland.
2
Der Anteil der leichten Nutzfahrzeuge (lNFz) am EE-Strom beträgt 2050 im Maximalszenario 1 % und im Trendszenario 0,2 %.
3
Annahme Trendszenario: Steigerung des EE-Stromanteils alle 10 Jahre um 5 %. Annahme Maximalszenario: Steigerung des EE-
Stromanteils alle 10 Jahre um 7 %.
Seite 16 von 50E-Mobilität als Stromspeicher 4 E-Mobilität als Stromspeicher E-Mobilität bringt vor dem Hintergrund eines steigenden EE-Anteils am Stromverbrauch im Land- kreis Emsland zwei Vorteile mit sich: Zum einen können durch E-Fahrzeuge, die mit Strom aus erneuerbaren Energien betrieben werden, die THG-Emissionen (insbesondere lokal) reduziert wer- den. Zum anderen können E-Fahrzeuge als kurz- bzw. mittelfristige Zwischenspeicher für den Aus- gleich der volatilen Einspeisung der erneuerbaren Energien fungieren. Denn die Verfügbarkeit von Wind- und Solarenergie ist stark abhängig von den Wetterverhältnissen vor Ort. Daher wird im nachfolgenden Kapitel E-Mobilität als Stromspeicher der aktuelle Stand zum Thema Vehicle to Grid (V2G) näher erläutert. Unter Vehicle to Grid wird grundsätzlich ein „Konzept zur Rückspeisung von gespeicherter Energie in Fahrzeugbatterien von reinen Elektroautos und Plug- In-Hybridautos in das elektrische Versorgungsnetz“ (Richter/Steiner 2011: 1) gefasst. Vehicle to Grid (V2G) Die Energieproduktion war bisher immer eine Angelegenheit großer Versorgungsunternehmen, ein- gebunden in eine zentrale Netzstruktur. Mit zunehmenden Anteilen erneuerbaren Energien an der Stromproduktion steigt das Problem, mit den stark schwankenden Residuallasten umgehen zu müssen. Die Residuallast beschreibt den Anteil am gesamten deutschen Stromverbrauch, der un- abhängig von den unbeständigen Energieträgern Sonne und Wind ist (= der Stromanteil, der nicht regenerativ erzeugt wird). Eine nationale Durchschnittsbetrachtung ist für Regionen mit einer hohen Produktion an erneuerbaren Energien, wie dem Landkreis Emsland und / oder limitiertem Netzzu- gang wenig hilfreich. Damit wächst der Druck, flexible Lasten in sektorenübergreifenden Smart Grid-Lösungen zu integrieren. Durch ein dezentrales Lastmanagement können Bedarf und Angebot an Energie besser ausgeglichen werden. Diese Art der Netzorganisation wird auch „schlaue Netze“ genannt und zunehmend an Bedeutung gewinnen. Die Dezentralität bietet den Vorteil einer effizienteren Versorgung mit einer transparenten Lastenzuschreibung und Lastenverteilung (vgl. Canzler/Knie 2013). Eine Möglichkeit, um das Problem mit den stark schwankenden Residuallasten zu lösen, ist die Integration von Elektroautos ins Stromnetz. So ergibt sich ein interessanter Spielraum für den Stromeinspeiser, wenn bspw. bei einer Nachtladung lediglich vereinbart wird, dass morgens um 7 Uhr die Batterie des Elektroautos vollständig geladen sein soll, das Fahrzeug aber bereits ab 21 Uhr an der Steckdose hängt. Innerhalb von 10 Stunden kann das Energieversorgungsunternehmen dann gesteuert laden, wenn es zur Stabilisierung den andernorts nicht nachgefragten Strom „los- werden“ möchte. Seite 17 von 50
E-Mobilität als Stromspeicher Die Flexibilität kann durch das bidirektionale Laden nochmals erhöht werden. Bei erhöhtem Strom- bedarf im Netz kann dann eine Rückspeisung aus der Batterie erfolgen (vgl. Abbildung 10). Abbildung 10: Integration von Elektroautos in das Stromnetz (Quelle: © WWF/LichtBlick SE; 2017) . "Vehicle to Grid" (V2G) in der Praxis In einem Feldversuch wurde bereits die Praxistauglichkeit und die Nutzerakzeptanz von Elektromo- bilität erprobt. Im Mittelpunkt standen die Potenziale der Elektromobilität in Bezug auf die Integration der erneuerbaren Energien ins Stromnetz. Ferner wurde das natürliche Verhalten der Nutzer in Hinblick auf die Elektromobilität und Steuerbarkeit des Ladeverhaltens untersucht. Der Aufbau und Betrieb von Ladeinfrastruktur sowie die Erfahrungen mit dem Elektrofahrzeug und dessen Kompo- nenten (vgl. Vattenfall 2011). Des Weiteren wird in Langzeittests die Kopplung von Elektrofahrzeugen mit Photovoltaikanlagen untersucht. Die Fahrzeuge sollen einen Teil ihres Strombedarfs direkt aus den Solarmodulen auf- nehmen und somit das Netz in der Mittagsspitze weniger belasten (vgl. Webseite Solar o. J.). Seite 18 von 50
E-Mobilität als Stromspeicher Insgesamt ist Vehicle to Grid nur umsetzbar, wenn das E-Fahrzeug an die Ladeinfrastruktur ange- schlossen ist und die Nutzer mit einer Rückspeisung der Energie ins Netz einverstanden sind. Es ist bisher aber nicht absehbar, in welchem Umfang private Nutzer über das Nachtladezeitfenster hinaus die Kontrolle über den Ladezeitraum ihres Fahrzeuges abgeben werden. Eine potenzielle Zielgruppe für gesteuertes Laden sind Pendler, die auf Betriebsparkplätzen ihr Fahrzeug ans Netz anschließen und damit zur Absorption der PV-Mittagsspitze beitragen. Weitergehende Chancen eröffnet der professionelle Flottenbetrieb: Sowohl das zeitlich versetzte Puffern als auch das bidi- rektionale Laden ist deshalb vor allem für Flotten von Unternehmen eine realistische Perspektive, weil diese ein vorausschauendes Lastenmanagement wesentlich einfacher und verbindlicher ge- währleisten können, als es durch die individuelle Nutzung bei privaten Pkw möglich ist. Alle Prognosen gehen von sinkenden Batteriepreisen aus. Dies hat zur Folge, dass Anschaffungs- kosten für Elektrofahrzeuge sinken und zudem Kosten für die Integration von Batteriespeichern in Smart Grids reduziert werden können. Damit würden die Rahmenbedingungen geschaffen werden, die Speicherkapazitäten der Fahrzeuge als Puffer für die fluktuierend einspeisenden regenerativen Energien zu nutzen. Neben den Anschaffungspreisen ist auch die Lebensdauer der Batteriespeicher für V2G-Konzepte von Bedeutung. Die Batterielebensdauer ist abhängig vom tatsächlichen Alter der Batterie (in Jah- ren) und der Zyklen-Lebensdauer (Anzahl der möglichen Entladungen und Wiederaufladungen). Herstellerangaben zufolge ist die Lebensdauer der Batterien nicht mehr systemrelevant: Je nach Batterietyp ergibt sich eine Lebensdauer von 8-10 Jahren und bis zu 7.000 Ladezyklen (vgl. FGSV 2018: 20). Das ergibt bspw. bei 3.000 Ladezyklen und einer elektrischen Reichweite von 100 km eine potenzielle Reichweite von rund 300.00 km (vgl. FGSV 2018: 20). Je nach Zyklen-Lebens- dauer könnten weitere Ladezyklen durch V2G-Anwendungen genutzt werden, ohne dass dies zu Lasten der Fahrzeugnutzung für Mobilitätszwecke ging. Problematisch ist es jedoch, wenn die Le- bensdauer der Batterie durch V2G vor dem Lebensende des E-Fahrzeugs endet und ausgetauscht werden muss. Damit würden sich die Batteriekosten für den Fahrzeugnutzer verdoppeln. Dies wie- derum hätte zufolge, dass die Mindesteinnahmen durch V2G (€ pro eingespeiste kWh Strom) sehr hoch angesetzt werden müssten, um eine Wirtschaftlichkeit zu gewährleisten (vgl. Richter/Steiner 2011: 47). Ein weiterer Aspekt, der gegen V2G spricht, ist dass die Lebensdauer einer Batterie ansteigt, wenn diese nur auf 80 % der Maximalkapazität aufgeladen wird. Dementsprechend kann es unter be- stimmten Rahmenbedingungen (regelmäßige Pendelstrecken) vorteilhafter für den Nutzer sein, keine V2G-Anwendung zu nutzen (vgl. Richter/Steiner 2011: 48). Seite 19 von 50
E-Mobilität als Stromspeicher Angesichts des steigenden Anteils an Strom aus erneuerbaren Energien, könnte es in Zukunft ver- mehrt zu der Situation kommen, dass die Stromproduzenten mehr Strom erzeugen als der Markt benötigt (= negative Residuallast). Welche Bedeutung stationäre Batterien und batterieelektrische Fahrzeuge für die Dämpfung der der negativen Residuallast haben können, hängt nicht nur von ihrer Größe, der nutzbaren Kapazität und ihrer Netzfähigkeit, sondern auch davon ab, ob es gelingt, wirtschaftlich tragfähige Puffermodelle zu etablieren. Diese wiederum dürften nur dann zu realisie- ren sein, wenn genügend Zeitintervalle als Speicheroption vergütet werden. Insgesamt werden zwar viele Modell- und Forschungsprojekte zum Thema V2G durchgeführt, eine praxisnahe Anwendung scheitert derzeit allerdings noch an der mangelnden Wirtschaftlichkeit des Konzeptes. Vor dem Hintergrund der steigenden EE-Stromproduktion im Landkreis Emsland und einer zunehmenden Anzahl an E-Fahrzeugen, kann das V2G-Modell zukünftig Einsatz finden. Energieversorger nutzen derzeit schon Mobilitätsstromtarife, um das Laden von E-Fahrzeugen zu managen. Diese könnten zukünftig ggf. auch mit V2G gekoppelt werden. Seite 20 von 50
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen
5 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen
Total Cost of Ownership (TCO) ist ein ganzheitlicher Ansatz, der alle anfallenden Kosten im ge-
samten Lebenszyklus eines Fahrzeuges berücksichtigt und damit eine belastbare Entscheidungs-
grundlage für Kommunen und Unternehmen bei anstehenden Fahrzeuganschaffungen darstellt.
Zum wirtschaftlichen Vergleich verschiedener Fahrzeugmodelle, wurde der vom Öko-Institut e.V.
im Rahmen des Schaufenster Elektromobilität entwickelte TCO-Rechner verwendet (vgl. Öko-Insti-
tut e.V.). Dieser berücksichtigt alle anfallenden Kosten beim gewerblichen Betrieb eines Fahrzeu-
ges und ermöglicht die Gegenüberstellung von herkömmlichen Fahrzeugmodellen und Elektrofahr-
zeugen. Dazu gehören Kostenbestandteile, die sich aus den Fixkosten und den laufenden Kosten
ergeben. Zu den Fixkosten der Fahrzeugbeschaffung zählen:
• der Anschaffungspreis und
• die Kosten für die zu errichtende Ladeinfrastruktur.
Die laufenden Kosten ergeben sich hingegen aus:
• den Kraftstoffkosten,
• den Schmierstoffkosten,
• den anfallenden Aufwendungen für die Wartung und Reparatur des Fahrzeuges,
• den Inspektionskosten,
• den Versicherungskosten und
• der fälligen Kraftfahrzeugsteuer.
Dem gegenüber werden kostensenkende Faktoren berücksichtigt, die sich aus:
• Kaufprämien,
• Abschreibungen gemäß AfA und
• dem Restwert des Fahrzeuges nach seiner Nutzungsdauer
zusammensetzen. Durch die gesamtheitliche Betrachtung dieser Wirtschaftlichkeitsfaktoren wird
eine belastbare Betrachtung der zu erwartenden Kosten für die Nutzung eines Fahrzeuges möglich.
Auf diese Weise lässt sich auch die wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit von E-Fahrzeugen darstel-
len.
5.1 Landkreiseigener Fuhrpark
Das TCO-Kalkulationsmodell wird das Potenzial zum Austausch bestehender Fuhrparkbestände
des Landkreises Emsland durch Elektrofahrzeuge deutlich machen und aufzeigen, wie sich die
wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit der Elektromobilität gegenwärtig darstellt.
Das anschließende Ziel sollte es sein, spezifische Fahrzeugmodelle des landkreiseigenen Fuhr-
parks zu identifizieren, die für eine zeitnahe Substitution durch Elektrofahrzeuge in Frage kommen.
Seite 21 von 50Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen Dabei sind zum einen jene Bestandsfahrzeuge zu fokussieren, deren Leasingverträge in einem kurz- bis mittelfristigen Zeitraum auslaufen. Dieser Zeitraum kann beispielsweise auf das aktuelle und das kommende Kalenderjahr beschränkt werden. Zum anderen sind aber auch solche Be- standsfahrzeuge von Relevanz, die sich bereits seit mehreren Jahren im Eigentum des Landkreises befinden. Geht man davon aus, dass die technische Funktionsfähigkeit eines Fahrzeuges auf einen gewissen Zeitraum beschränkt ist und neue Entwicklungen zu einer veralteten Technologie führen, sind diese Fahrzeugmodelle im Rahmen eines kurz- bis mittelfristigen Austausches ebenfalls zu betrachten. Im Rahmen weiterführender Überlegungen sind die hier ermittelten Substitutionspotenziale der Elektromobilität somit auf konkrete Bestandsfahrzeuge zu übertragen. Dabei sind relevante Fahr- zeuge mittels einer Fuhrparkanalyse zu identifizieren, die für eine Substitution in Frage kommen und durch konkurrenzfähige Elektrofahrzeuge ersetzt werden können. Die Ergebnisse der nachfol- genden Potenzialanalyse geben somit eindeutige Hinweise auf Möglichkeiten zur Fuhrparkumstel- lung und zum Austausch von relevanten Bestandsfahrzeugen durch geeignete Elektromobile. Seite 22 von 50
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen
5.2 Potenzialanalyse
Zur Ermittlung der Austauschpotenziale durch Elektromobilität sind den dargestellten Bestandsfahr-
zeugen geeignete Elektrofahrzeugmodelle wirtschaftlich gegenüberzustellen. Zu diesem Zweck
wurden innerhalb der jeweiligen Fahrzeugklasse aktuell verfügbare Elektrofahrzeuge ausgewählt.
Dabei wurde darauf geachtet, dass sie hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften eine konkur-
renzfähige Alternative zu den bestehenden Fahrzeugen darstellen. Der angestrebte Wirtschaftlich-
keitsvergleich geht davon aus, dass bestehende Fahrzeuge des Fuhrparks abgeschafft und
• entweder durch den Neukauf des identischen Fahrzeugmodells
• oder eines vergleichbaren Elektrofahrzeuges
ersetzt werden. Demnach bezieht sich die TCO-Analyse auf den Vergleich herkömmlicher Benzin-
und Dieselfahrzeuge mit einem oder mehreren technisch konkurrenzfähigen Elektrofahrzeugen. In
diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass sich die betrachtete Konkurrenzfähigkeit der Elekt-
romobilität vor allem aus der Fahrzeugleistung und dem Stau- bzw. Gepäckraum ergibt. Hinsichtlich
der möglichen Reichweite pro Tank-/Ladefüllung kann die Elektromobilität gegenwärtig keine kon-
kurrenzfähige Alternative darstellen. Daher ist im Einzelfall zu prüfen, ob für den spezifischen Ver-
wendungszweck eines jeweiligen Fahrzeuges, die mögliche Reichweite des E-Fahrzeugs aus-
reicht. Dies sollte Bestanteil der weiteren Überlegungen und einer konkreten Fuhrparkanalyse sein.
Eine grundlegende Einflussgröße der Wirtschaftlichkeitsberechnung stellt die jährliche Laufleistung
der betrachteten Fahrzeuge dar. Diese wurde innerhalb der verschiedenen Fahrzeugklassen auf
Grundlage der durchschnittlichen Jahresfahrleistung des gegenwärtigen Fahrzeugbestandes ermit-
telt. Dabei ergaben sich die nachfolgenden Durchschnittswerte, die der TCO-Analyse zugrunde
gelegt wurden.
Tabelle 1: Durchschnittliche Jahresfahrleistung innerhalb der Fahrzeugklassen des Landkreises Emsland.
Fahrzeugklasse durchschnittliche Jahresfahrleistung
Kleinwagen 20.000 km
Kompaktklasse 29.000 km
Mittelklasse 35.000 km
Nutzfahrzeuge 20.000 km
Weitere Einflussgrößen, die im Rahmen der TCO-Analyse manuell bestimmt wurden, beziehen sich
zum einen auf eine angenommene Haltedauer von insgesamt 8 Jahren. Zum anderen wurden die
Kraftstoffkosten bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren auf Grundlage der durchschnittlichen
Benzin- und Dieselpreise aus den letzten 12 Monaten berechnet. Dabei ergab sich ein Preis von
Seite 23 von 50Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen
1,417 € pro Liter Benzin und 1,236 € pro Liter Diesel (vgl. MWV 2018). Bei Elektrofahrzeugen wur-
den die Kraftstoffkosten hingegen aus dem durchschnittlichen Gewerbestrompreis aus dem Jahre
2016 abgeleitet. Dieser belief sich auf 21,7 Cent/kWh (vgl. Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas,
Telekommunikation, Post und Eisenbahnen 2017: 229).
Ebenfalls individuell zu bestimmen waren die Kosten der Fixkostenkalkulation. Dabei wurden die
Anschaffungskosten mittels der vom Hersteller veröffentlichten Listenpreise bestimmt. Es wurden
jeweils die Kosten der geringsten Ausstattungs- und Motorisierungsvariante eines spezifischen
Fahrzeuges verwendet. Bei der TCO-Analyse für Elektrofahrzeuge wurde der Umweltbonus in
Höhe von 4.000 Euro berücksichtigt und von den Anschaffungskosten abgezogen. Ein dritter Be-
standteil sind die Fixkosten für die benötigte Ladeinfrastruktur. Da der Landkreis Emsland bisher
über Ladesäulen mit einer Leistung von 2*11 kW verfügt, wurden der TCO-Analyse vor dem Hin-
tergrund des fortlaufenden technologischen Fortschrittes, die Kosten einer 2*22 kW Ladesäule zu-
grunde gelegt. Da eine Ladesäule jeweils von zwei Elektrofahrzeugen genutzt werden kann, wur-
den die kalkulierten Kosten für die Errichtung und den Betrieb der Ladeinfrastruktur bei der TCO-
Analyse eines Fahrzeuges halbiert. Die veranschlagten Ladeinfrastrukturkosten setzen sich aus
folgenden Bestandteilen zusammen:
Tabelle 2: Kostenkalkulation Ladeinfrastruktur
Kalkulation
Kostenbestandteile Quelle
(brutto)
Hier wurde die Ladesäule
Hardware 6.843 € Mennekes Basic 22 (400 V AC, 32 A, 2*11 kW Ladeleistung
Mode 3) als Referenz verwendet (vgl. Mennekes 2018)
Investitions- Netzanschluss 2.000 €
kosten
(einmalig) Genehmigung, Planung, 1.000 €
Standortsuche
Montage, Baukosten, Be- 2.000 €
schilderung
vgl. NPE 2015
Wartung- und Entstörung,
Wartungs- und Vertragsmanagement und
Betriebskosten Abrechnung, 1.200
(pro Jahr)
IT-System und Kommuni-
kation
5.2.1 Kleinwagenklasse
In der Kleinwagenklasse wurde auf Seiten der verbrennungsmotorischen Antriebe das Benzin- und
Dieselfahrzeug VW Polo für den Wirtschaftlichkeitsvergleich ausgewählt. Elektrisch betriebene Al-
ternativen stellen die Fahrzeuge VW e-up, BMW i3 und Renault Zoe dar. Die Gegenüberstellung
Seite 24 von 50Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen
im Rahmen der TCO-Analyse zeigt, dass alle Elektrofahrzeuge mit einem Aufpreis über den ge-
samten Nutzungszeitraum verbunden sind. Die höchste wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit weist
der VW e-up mit 2.330 € Mehrkosten im Vergleich zur Benzin-Variante und 4.170 € zur Diesel-
Variante des Polos auf. Der Renault Zoe kann leicht erhöhte Vorteile gegenüber dem VW e-up
hinsichtlich der maximalen Reichweite aufweisen, wird aber auch mit 2.420 € zusätzlichen Mehr-
kosten kalkuliert. Das teuerste Fahrzeugmodell stellt der BMW i3 dar. Mit Gesamtkosten in Höhe
von 38.9730 € übersteigt er die Diesel- und Benziner-Variante des VW Polos um 9.556 € bis
11.400 €. Dafür bietet er mit 300 km die geringsten Reichweiteneinschränkungen unter den darge-
stellten Elektrofahrzeugen in der Kleinwagenklasse.
Alle Elektrofahrzeuge weisen deutlich reduzierte CO2-Emissionen im Vergleich zu den herkömmlich
betriebenen Fahrzeugmodellen auf. Auf lokaler Ebene profitieren sie durch ihre Emissionsfreiheit
und auch hinsichtlich ihrer energiebedingten Emissionen können sie deutliche Vorteile aufweisen.
Diesbezüglich belaufen sich die Reduktionspotenziale
• des VW e-up auf 80,3 bis 83,1 %,
• des BMW i3 auf 77,9 bis 81,0 % und
• des Renault Zoe auf 78,3 bis 81,3 %
im Vergleich zu den beiden Polo-Modellen (vgl. Tabelle 3).
Seite 25 von 50Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen
Tabelle 3: TCO-Vergleich Kleinwagen [VW 2018e, VW 2018c, BMW AG 2018, Renault 2018b]
Kleinwagen
Kraftstoff Diesel Benzin Elektro
Fahrzeugm odell VW Polo VW e-up BMW i3 Renault Zoe Life
Spezifikation TDI , Trendline TSI, Trendline 18,7 kW 94 Ah R90, 22 kWh
Verbrauch 3,8 - 3,6 l/100 km 5,0 l/100 km 11,7 kWh/100 km 13,1 kWh/100 km 12,9 kWh/100 km
CO2-Emissionen 108-109 g/km 95-99 g/km 0 g/km 0 g/km 0 g/km
max. Leistung 80 PS 65 PS 82 PS 170 PS 92 PS
Höchstgeschw indigkeit 175 km/h 164 km/h 130 km/h 150km/h 135 km/h
Technische
max. Reichw eite2 1053 km 800 km 120 - 160 300 km 170 km
Daten 1
Kofferraumvolumen 351 l 351 l 250 l 425 l 338 l
Ladedauer (Schuko, max. 3,6 kW) - - 10 h (0 - 100 %) 11 h (0 - 80 %) 14,5 h (0 - 100%)
Ladedauer (Wallbox o. Ladestation, ≥ 3,7 kW) - - 40 Min. (0 - 80 %) 2,75 h (0 - 80 %) 2-3 h (0 - 80%)
Ladedauer (Schnellladestation, ≥ 50 kW) - - k. A. 0,65 h (0 - 80 %) 1 h (0 - 80%)
Anschaffungskosten3 13.929 10.945 22.605 31.555 25.126
Fixkosten Kaufprämie4 0 0 -4.000 -4.000 -4.000
Ladeinfrastruktur 5 0 0 9.992 9.992 9.992
Kraftstoffe6,7 8.365 12.944 4.349 4.866 4.793
Schmierstoffe8 456 373 0 0 0
laufende Wartung und Reparatur 8 6.115 5.722 3.450 3.450 3.450
Kosten Inspektion8 674 674 380 380 380
Versicherung9 5.594 5.138 5.138 5.138 5.138
Kfz-Steuer 10 751 476 0 0 0
Abschreibung für Abnutzung -3.709 -2.916 -4.957 -7.344 -5.628
Abschreibung 11
Abschreibung Betriebskosten -1.970 -1.829 -1.034 -1.034 -1.034
und Restw ert
Fahrzeugrestw ert12 -2.632 -2.111 -4.177 -4.030 -4.051
Gesam tkosten (netto) ohne Abschreibungen 35.884 36.272 41.914 51.381 44.879
Gesam tkosten (netto) m it Abschreibungen 13 27.573 29.416 31.746 38.973 34.166
CO2-Em issionen - lokal [in t] 14 17,848 t 19,964 t 0t 0t 0t
CO2-Em issionen - energiebedingt [in t] 15 21,448 t 25,76 t 7,75 t 8,677 t 8,545 t
Auf Grundlage der Fahrleistungen bestehender Flotten-Fahrzeuge in der Kleinw agenklasse (Ø 23.333 km/a), w urde der Berechnung eine Jahresfahrleistung von
23.000 km pro Jahr zugrunde gelegt.
1
Basierend auf Herstellerangaben.
2
Die maximale Reichw eite w urde aus den Herstellerangaben zum Tankvolumen und den Verbrauchsw erten berechnet.
3
Berücksichtigt w urde der jew eilig angegebene Grundpreis in der geringsten Ausstattungs- und Motorisierungsvariante. Angaben in netto exkl. Mehrw ertsteuer
(19 %) und bei Elektrofahrzeugen inkl. Batteriekauf.
4
Bei Elektrofahrzeugen w ird der Umw eltbonus als Kaufprämie von den Anschaffungskosten abgezogen. Die Höhe der Förderung ergibt sich bei Fahrzeugen mit
einem Anschaffungspreis unter 60.000 € aus je 2.000 €, die vom Hersteller und vom Staat gew ährt w erden.
5
Als Kalkulationsgrundlage w urde hier eine Ladesäule mit 22 kW verw endet (siehe Kostenkalkulation: Tab. 4)
6
Kalkulationsgrundlage Elektro: 21,7 Cent/kWh (vgl. 3.3.2 Potenzialanalyse)
Kalkulationsgrundlage Verbrennungsmotor: Diesel: 123,6 Cent/l; Superbenzin: 141,7 Cent/l (vgl. 3.3.2 Potenzialanalyse)
7
Zusätzlich w erden Prognosemodelle zur Benzin-, Diesel- und Strompreisentw icklung verw endet, die künftige Preisanstiege/-senkungen einkalkulieren.
8
Kosten für die Fahrzeugw artung, -pflege und -reparatur w erden bei benzinmotorischen Fahrzeugen auf Grundlage der ADAC-Autokosten-Datenbank
(https://w w w .adac.de/infotestrat/autodatenbank/autokosten/default.aspx) kalkuliert. Bei Elektrofahrzeugen w ird hingegen von einer Minderung der Wartungskosten
ausgegangen. Mittels einer pauschalen 18 %igen Senkung der Kosten w ird die daraus resultierende Kostenersparnis angenommen.
9
Die Kalkulation der Versicherungskosten erfolgt ebenfalls auf Grundlage der ADAC-Autokosten-Datenbank (https://w w w .adac.de/infotestrat/autodatenbank/auto
kosten/default.aspx). Darin enthalten ist der Beitrag zur Kfz-Haftpflicht und ein Mittelw ert aus den Beiträgen zur Voll- und Teilkaskoversicherung. Für die
Berechnung der Versicherungskosten bei Elektrofahrzeugen w erden die kalkulierten Beträge von Dieselfahrzeugen verw endet.
10
Die laufenden Kosten der Kfz-Steuer ergeben sich aus dem Mittelw ert der am häufigsten nachgefragten Fahrzeugmodelle in der jew eiligen Fahrzeugklasse. Die
Datengrundlage stellt die ADAC-Autokosten-Datenbank (https://w w w .adac.de/infotestrat/autodatenbank/auto kosten/default.aspx) dar. Für Elektrofahrzeuge entfällt
der Beitrag zur Kfz-Steuer.
11
Unternehmenssteuersatz: 30 %; Abschreibungszeitraum (nach AfA-Tabelle): 6 Jahre
12
Die Restw ertentw icklung erfolgte auf Grundlage verschiedener Methoden.
- Elektrofahrzeug: Alternativansatz (Kalkulationsgrundlage für den Restw ert eines Elektrofahrzeuges stellt die Energiekostenersparnis des Zw eitnutzers dar)
- verbrennungsmotorische Fahrzeuge: Regressionskurve (Restw ertberechnung basierend auf Anschaffungspreis, Fahrleistung und Fahrzeugalter)
13
Für alle anfallenden Kosten w urde eine mittlere jährliche Inflationsrate von 1,5 % für den Betrachtungszeitraum unterstellt. Zukünftige Zahlungen w urden einer
Abzinsung mittels eines Kalkulationssatzes von 5 % unterzogen.
14
Kalkulation der durch den Fahrzeugbetrieb verursachten Emissionen auf Grundlage der Herstellerangaben (CO 2-Emissionen) und der Jahreslaufleistung.
Elektrofahrzeuge sind lokal emissionsfrei.
15
Kalkulation der energiebedingten Emissionen aus der Nutzungsphase (unter Berücksichtignung der Stromerzeugung bei Elektrofahrzeugen). Vor- und
nachgelagerte Emissionen aus der Fahrzeugproduktion finden keine Berücksichtigung.
Seite 26 von 50Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen
Insgesamt zeigt sich ein Kalkulationsergebnis, welches im Spannungsdreieck zwischen den drei
Entscheidungsfaktoren Preis, Leistung und Umwelt angesiedelt ist. Dabei wird der Preis durch die
kalkulierten Gesamtkosten, die Leistung durch die maximale Reichweite und der Faktor Umwelt
durch die CO2-Emissionen definiert. Die Entscheidung für oder gegen ein Elektrofahrzeug kann
lediglich durch eine Abwägung zwischen den drei Faktoren erfolgen. Es kann für die Kleinwagen-
klasse aber festgehalten werden, dass der VW e-up durchaus eine konkurrenzfähige Alternative
bezüglich der Faktoren Preis und Umwelt darstellt. Der BMW i3 zeigt hingegen, dass höhere An-
sprüche hinsichtlich der Leistung mit deutlichen Einbußen beim Preis einhergehen. Dies verdeut-
licht das in Abbildung 9 dargestellte Scoring der Fahrzeuge hinsichtlich der drei relevanten Ent-
scheidungsfaktoren. Unter den Elektrofahrzeugen korrelieren die Faktoren Preis und Leistung. Mit
steigender Reichweite (höheres Scoring bei der Leistung) steigt auch der Preis deutlich an (gerin-
geres Scoring beim Preis).
Preis
100
90
80
70
60
VW Polo (Diesel)
50
40 VW Polo (Benzin)
30 VW e-up
20 BMW i3
10 Renault Zoe Life
0
Umwelt Leistung
Preis: der niedrigste Preis stellt den Referenzwert dar (100 Scoring-Punkte); je 250 € Mehrkosten wird ein Scoring-
Punkt abgezogen
Leistung: die höchste Reichweite stellt den Referenzwert dar (100 Scoring-Punkte); je 1 % Abweichung vom
Referenzwert wird ein Scoring-Punkt abgezogen
Umwelt: die geringsten CO2-Emissionen stellen den Referenzwert dar (100 Scoring-Punkte); je 10 % Abweichung vom
Referenzwert wird ein Scoring-Punkt abgezogen
Abbildung 11: Scoring in der Kleinwagenklasse
5.2.2 Kompaktklasse
In der Kompaktwagenklasse wurden die diesel- und benzinbetriebene Variante des Audi A3 Sport-
back den Elektrofahrzeugmodellen Nissan Leaf und VW e-Golf gegenübergestellt. Hinsichtlich der
Seite 27 von 50Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen
Gesamtkosten über den 8-jährigen Nutzungszeitraum erweisen sich beide Elektrofahrzeuge
(Nissan Leaf: -320 bis -1.082 €, VW e-Golf: -1.728 bis -2.491 €) als wirtschaftlich konkurrenzfähig.
Insbesondere der VW e-Golf kann aufgrund seines relativ geringen Verbrauches von
12,7 kWh/100 km einen wirtschaftlichen Vorteil gegenüber den beiden Verbrennerfahrzeugen auf-
weisen. Dem Nissan Leaf gegenübergestellt, ergeben sich Einsparungen bei den kalkulierten Ge-
samtkosten von insgesamt 1.409 €.
Beide Elektrofahrzeuge sind erneut durch deutlich reduzierte CO2-Emissionen gekennzeichnet.
Ihre daraus resultierenden Reduktionspotenziale belaufen sich
• beim Nissan Leaf auf 72,7 bis 72,9 % und
• beim VW e-Golf auf 82,1 bis 82,3 % und
im Vergleich zu den beiden Audi-Modellen (vgl. Tabelle 4).
Tabelle 4: TCO-Vergleich Kompaktklasse [Audi AG 2018a, Nissan 2018, VW 2018b]
Kompaktklasse
Kraftstoff Diesel Benzin Elektro
Fahrzeugm odell Audi A3 Sportback Nissan Leaf VW e-Golf
Spezifikation 30 TDI 30 TFSI 40 kWh 35,8 kWh
Verbrauch 4,5 l/100 km 5,0 l/100 km 19,4 kWh/100 km 12,7 kWh/100 km
CO2-Emissionen 114-118 g/km 114-118 g/km 0 g/km 0 g/km
max. Leistung 116 PS 116 PS 150 PS 136 PS
Höchstgeschw indigkeit 206 km/h 206 km/h 144 km/h 150 km/h
Technische 2
max. Reichw eite 1111 km 1000 km 285 km (WLTP) 300 km(NEFZ)
Daten1
Kofferraumvolumen 380 l 380 l 435 l 250 l
Ladedauer (Schuko, max. 3,6 kW) - - 17 h (0 -100 %) ≈ 11 h (0 - 100 %)
Ladedauer (Wallbox o. Ladestation, ≥ 3,7 kW) - - 8,5 h (0 -100 %) ≈ 5,25 h (0 - 100 %)
Ladedauer (Schnellladestation, ≥ 50 kW) - - 1 h (20 - 80 %) ≈ 0,75 h (0 - 80 %)
Anschaffungskosten3 23.824 21.303 26.849 30.168
Fixkosten Kaufprämie 0 0 -4.000 -4.000
Ladeinfrastruktur 5 0 0 9.992 9.992
Kraftstoffe6,7 12.827 16.321 9.090 5.950
Schmierstoffe8 669 568 0 0
laufende Wartung und Reparatur 8 8.510 8.309 5.250 5.250
Kosten Inspektion8 674 674 380 380
Versicherung9 6.422 5.959 5.959 5.959
Kfz-Steuer 10 1.375 775 0 0
Abschreibung für Abnutzung -6.347 -5.675 -6.088 -6.971
Abschreibung 11
Abschreibung Betriebskosten -2.752 -2.665 -1.575 -1.575
und Restw ert
Fahrzeugrestw ert12 -4.059 -3.664 -5.034 -5.739
Gesam tkosten (netto) ohne Abschreibungen 54.301 53.909 53.520 53.699
Gesam tkosten (netto) m it Abschreibungen 13 41.143 41.905 40.823 39.414
CO2-Em issionen - lokal [in t] 14 26,912 t 26,912 t 0t 0t
CO2-Em issionen - energiebedingt [in t] 15 32,888 t 32,48 t 16,202 t 10,607 t
Auf Grundlage der Fahrleistungen bestehender Flotten-Fahrzeuge in der Kompaktklasse (Ø 28.987 km/a), w urde der Berechnung eine Jahresfahrleistung
von 29.000 km pro Jahr zugrunde gelegt.
Seite 28 von 50Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen
Anders als in der Kleinwagenklasse sind die dargestellten Elektrofahrzeuge in der Kompaktwagen-
klassen aus rein wirtschaftlicher Sicht deutlich konkurrenzfähiger. Die Modelle Nissan Leaf und VW
e-Golf weisen sogar leicht geringere Gesamtkosten als die Referenzfahrzeuge mit Verbrennungs-
motoren auf. Ein deutlicherer Einfluss auf die Fahrzeugwahl ist hingegen von den Faktoren Fahr-
zeugleistung und Umwelt zu erwarten. Während die Verbrennerfahrzeuge hinsichtlich der Leistung
erneut deutlich dominieren, können die Elektrofahrzeuge abermals beim Umweltkriterium überzeu-
gen. Dabei fällt auf, dass vor allem der VW e-Golf über ein hohes Einsparpotenzial von bis zu
82,3 % verfügt. Da dieses Modell auch die geringste Gesamtkostenkalkulation aufweist, ist ihm eine
hohe Konkurrenzfähigkeit zu unterstellen. Erneut ist eine Kaufentscheidung jedoch vor dem Hinter-
grund einsatzspezifischer Anforderungen zu treffen. Dabei sollte insbesondere die eingeschränkte
Reichweite ins Auge gefasst werden. Mit 300 km elektrischer Reichweite ist der VW e-Golf zwar
auf einem vergleichsweise hohen technologischen Stand. Dennoch könnten Einschränkungen bei
hohen Tagesfahrleistungen und geringen Standzeiten entstehen (vgl. Abbildung 12).
Preis
100
90
80
70
60
50 Audi A3 (Diesel)
40 Audi A3 (Benzin)
30 Nissan Leaf
20 VW e-Golf
10
0
Umwelt Leistung
Preis: der niedrigste Preis stellt den Referenzwert dar (100 Scoring-Punkte); je 250 € Mehrkosten wird ein Scoring-Punkt
abgezogen
Leistung: die höchste Reichweite stellt den Referenzwert dar (100 Scoring-Punkte); je 1 % Abweichung vom
Referenzwert wird ein Scoring-Punkt abgezogen
Umwelt: die geringsten CO2-Emissionen stellen den Referenzwert dar (10 Scoring-Punkte); je 10 % Abweichung vom
Referenzwert wird ein Scoring-Punkt abgezogen
Abbildung 12: Scoring in der Kompaktwagenklasse
Seite 29 von 50Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von E-Fahrzeugen
5.2.3 Mittelklasse
In der Mittelklasse wurde je eine benzin- und eine dieselbetriebene Variante der häufig verwende-
ten Fahrzeugtypen Audi A4 Avant und VW Passat Variant für die Kostenkalkulation verwendet.
Ihnen wurden die Elektrofahrzeuge Hyundai Ioniq und Hyundai Kona gegenübergestellt. Die TCO-
Analyse der Fahrzeuge zeigt, dass beide Elektrofahrzeugmodelle mit Gesamtkosten in Höhe von
40.002 € und 42.408 € deutlich geringer kalkuliert werden als die herkömmlich angetriebenen Re-
ferenzmodelle. Während die Diesel-Varianten des Audi A4 Avant und des VW Passat Variant Mehr-
kosten von 8.009 € bis 13.133 € aufweisen, beläuft sich das wirtschaftliche Einsparpotenzial der
Elektrofahrzeuge gegenüber den Benziner-Varianten sogar auf 13.701 € bis 20.292 €. Demnach
ist in dieser Fahrzeugklasse eine eindeutige Konkurrenzfähigkeit der Elektromobilität hinsichtlich
der zu erwartenden Gesamtkosten abzuleiten. Dabei muss jedoch beachtet werden, dass beide
Elektrofahrzeugmodelle deutlich kleiner sind als die verbrennungsmotorischen Fahrzeuge. Dem-
nach weisen sie einen geringeren Stauraum und eine verringerte Zuladungskapazität auf. Für spe-
zifische Einsatzzwecke eines Mittelklassefahrzeuges könnten sie damit u. U. ungeeignet sein. Dies
ist jedoch vor dem Hintergrund der individuellen Anforderungen an ein Fahrzeug zu beurteilen.
Hinsichtlich der kalkulierten CO2-Emissionen belaufen sich die Einsparpotenziale der Elektromobi-
lität auf
• 82,9 bis zu 85,8 % beim Hyundai Ioniq und
• 79,3 bis zu 82,9 % beim Hyundai Kona (vgl. Tabelle 5).
Seite 30 von 50Sie können auch lesen
